基于高频注入法的SPMSM运行研究

建立高频信号激励下表贴式永磁同步电机(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor,SPMSM)的数学模型,基于脉振高频注入法构建SPMSM矢量控制系统,采用龙贝格观测器进行转速与位置估计,提高位置估计精度,实现电机无位置传感器低速运行;采用锁相环并通过二次谐波检测实现转子磁极的初始位置估计,保证电机快速起动。在MatLab/Simulink平台上,对所提出的方法进行仿真。结果表明,该方法提高了电机低速运行时的控制精度。

无传感器汽车车窗防夹设计

无传感器汽车车窗防夹系统安装在车窗框内,通过继电器驱动直流电动机运转,其电流通过AD转换送到PIC单片机内进行处理,判断车窗是否遇到障碍物,从而实现防夹功能。

电机转子位置检测方案评述

转子位置实时检测是调速系统实现闭环控制的重要组成环节,传统的以安装位置传感器的交流调速系统已不能适应当前科技发展和实际应用的需要,无位置检测技术成为对调速系统研究的热点。文中就几种典型的无位置检测方案作了原理性的介绍,并对各种方案进行了客观的评估。

永磁同步电机角度软锁相环估算方法研究

分析了永磁同步电机无传感器控制的研究现状,设计一种电机角度软锁相环估算方法。在两相静止坐标系下建立永磁同步电机数学模型,获得包含电机角度和转速信息。通过对反电动势信息的积分、高通滤波及归一化处理,获得仅包含电机角度正余弦信息。借角度观测器理论,设计了软锁相环并确定了其关键参数,最终获得永磁同步电机电角度及同步转速。仿真分析及试验结果表明,此永磁同步电机角度软锁相环能够准确获得电机角度和转速信息,基于此方法的矢量控制系统稳定且动态特性好。

矿用电机车直流斩波调速系统的研究与实现

针对矿井内瓦斯环境下的蓄电池电机车,研制了一种直流斩波调速系统。该系统以ATmega16单片机为控制核心,采用电流瞬时值算法对无速度传感器直流电机进行转速控制。系统电源模块化,强弱电完全隔离,功率IGBT模块采用专用厚膜驱动模块驱动,提高了系统可靠性,减少了故障率,维修方便。具备完善的过压、欠压、短路保护、IGBT模块保护及能耗制动等保护功能。解决了传统串电阻调速方法带来的发热、浪费电能等问题。工业现场实验表明该系统操作简单,运行可靠,调速性能平稳准确,具有较高的应用价值。

基于锁相环和虚拟电网磁链的三相并网逆变器

为了提高三相并网逆变器的可靠性、降低并网逆变器的成本,提出一种基于锁相环和虚拟电网磁链的无电网电压传感器的控制策略。根据三相并网逆变器在同步旋转坐标系下的动态数学模型,采用虚拟的电网磁链矢量定向的矢量控制和d、q轴电流双闭环控制,实现了d、q轴电流的解耦控制,使q轴电流控制有功功率,d轴电流控制无功功率。实验结果表明,三相并网逆变器输出电流正弦度良好,谐波含量小,同时有很好的动、静态特性,从而验证了该方案的可行性和正确性。

汽车CAN总线电动车窗控制系统的应用

为了减少汽车控制系统线束和降低成本,提出了以集成CAN控制器的PIC18F258单片机为核心,设计而成的汽车电动车窗控制系统,给出了系统主要硬件结构和软件设计流程并通过对时间和采样电流的处理,判断车窗是否遇到障碍物,从而实现车窗的防夹功能。相对于传统的点对点控制方式,不仅减少了车内的线束、降低成本,而且控制灵活、实时性强。试验表明,该系统工作正常、性能可靠,具有低成本、低功耗和易于维修等优点。

基于线反电势的无刷直流电机无位置传感器控制方法

针对无刷直流电机利用霍尔位置传感器换相所带来的弊端,分析了无刷直流电机的工作原理,建立了无刷直流电机的数学模型,给出了一种基于线反电势的无刷直流电机无位置传感器控制方法,不需要电机提供中线,仅需使用一路电压信号即可有效计算出转子位置信息,进而完成无刷直流电机的可靠换相。实验结果表明,所给出的方法能够有效实现无刷直流电机的无位置传感器控制。

基于转速的无刷直流电机转子位置检测研究

研究无位置传感器无刷直流电机转子位置的检测方法。针对传统的检测电压或者电流信号的方法,在电机静止时没有电压和电流产生而无法正常起动,以及容易对调速系统产生干扰的缺点,提出了直接利用电机的转速来确定转子的位置。此方法可以使调速系统进一步小型化,在较宽的调速范围内减小扰动,而且解决了无位置传感器无刷直流电机的起动问题。通过Matlab仿真,验证了这种转子位置检测方法的可行性与优越性。

无速度传感器电励磁同步电机的转速和转子位置估计

研究了一种基于模型参考自适应的电励磁同步电机无速度传感器控制方案。分别给出了基于电压和电流模型的磁链观测方法,利用基于电压和电流的气隙磁链观测结果之差作为误差,经过PI自适应率进行调节之后得到估计转速。对所研究的电励磁同步电机无速度传感器矢量控制系统进行了仿真试验,仿真结果表明该控制系统能够快速、准确地辨识电机转速。

SPR光谱信号的无基线质心法

为提高角度调制型表面等离子体共振(SPR)传感器的信噪比、分辨率等指标,并减少运算量,在分析固定基线质心法、基于幅值的动态基线质心法的基础上,提出一种确定SPR共振角的无基线质心法。运用SpreetaTM传感器和自行研制的SPR检测仪器,开展多种质量浓度的氯化钠和蔗糖溶液实验,获得SPR光谱数据,并分别采用上述三种质心法进行SPR共振像素计算,得到SPR监控曲线;分析比较三种质心法的运算速度、光源波动敏感度、信噪比和分辨率等指标。结果表明无基线质心法具有运算速度快、不受光源波动影响、信噪比高、分辨率高等特点,能有效提高SPR传感器和检测系统的性能。

盲孔深度的精确测量方法研究

当盲孔深度允差在微米量级,且其深度是相对某基准面而言时,这种深度测量一直是当前精密测量中的一个难点。根据被测对象的实际安装工况,设计出一种非接触式的多传感器组合测量法。组合测量克服了单一传感器数据的片面性和不确定性,利用多传感器对环境敏感所产生漂移的同向性抑制了单一传感器数据的漂移,提高了测量的稳定性,克服了单一传感器无法进行形位误差测量的缺陷。实验证明了该方法的可行性,测量精度优于2μm。

一种基于粒子群优化的无键相虚拟动平衡算法研究

某些旋转机械的转子缺少准确的相位检测,整机动平衡启停机次数较多,难以进行精准高效的动平衡,针对这一问题,以螺旋桨转子系统结构为研究对象,对转子无键相动平衡方法进行了归纳,提出了一种基于粒子群优化的无键相虚拟动平衡算法,并设计了一款动力学和粒子群融合的软件,采用了粒子群的进化搜索技术,对补偿配重的大小和位置进行了不断优化。首先,在算法软件中输入原始振动幅值;然后,运行软件获得了其原始不平衡量的大小;再通过施加一次试重,并测量其振动幅值,获得了原始不平衡量和试重之间的夹角;最后,利用振动数据频谱分析确定了原始不平衡量的方位,获得配重位置,最终完成配平。研究结果表明:在无需键相信息的情况下,使用该算法只需进行一次试重即可完成配平,且其降振效果高达95%以上。

基于STM32无刷直流电机无传感控制系统设计

设计了一种基于STM32单片机的无刷直流电机无传感控制系统,通过重构中性点的反电动势法,将虚拟中性点电压和断开相相比较,在比较点延时30°电角度作为转子位置信号,保证电机的有效运行;同时速度环使用PI控制器,使输出速度稳定.经过实验验证,在给定转速700 r/min情况下,测得输出精度±1%,超调量7%,表明该系统的可行性和有效性.

无末端力传感器的可重构机械臂分散力控制

针对存在关节摩擦和外扰的可重构机械臂系统在受限空间内的力控制问题,提出一种无需使用力传感器即可同时控制受限空间内机械臂力和位置的分散阻抗内环/力外环控制方案.采用模糊系统逼近机械臂系统中的不确定项及子系统间的耦合关联项,通过基于模糊预测的力外环控制器为内环的阻抗控制器提供参考轨迹,并利用模糊系统逼近实际的接触力.该方案为没有力传感器情况下的可重构机械臂的力控制提供了一种可能的解决方案,且模糊预测调节参考轨迹的阻抗内环控制使机械臂具有一定的柔顺性,能较好地实现机械臂由自由空间向受限空间的过渡.通过对2自由度平面机械臂和3自由度机械臂的仿真验证了该方法的有效性.

汽车电动车窗无传感器防夹系统的研究

为了能够有效地解决电动车窗存在的安全隐患,现在很多汽车都采用了电动车窗防夹系统。本文在车窗控制模块基础上,加入防夹电路。通过PIC18F258微控制器对车窗电机电流进行采样和处理,采用结合电流幅值法和电流积分法的方法来判断车窗是否遇到障碍物,从而实现防夹功能。通过多次实验证明本文中设计的无传感器防夹系统防夹效果良好。

基于谐波补偿的单相PWM整流器虚拟磁链模型预测算法

为了降低PWM整流器的硬件成本、提高系统可靠性,取消交流侧电压传感器是发展方向之一。无网压传感器的PWM整流器大多采用虚拟磁链观测网侧电压,其观测的准确性是实现PWM整流器高性能控制的关键。针对基于一阶低通滤波器的传统磁链观测器会产生相位偏移问题,提出了基于二阶低通滤波器的改进磁链观测方法,可以有效地消除磁链观测中的积分初始值和相位偏移问题,提高了磁链观测器的精度。其次,为了解决单相PWM整流器模型预测控制无法抑制网侧电流中的低次谐波问题,提出了一种多重谐波补偿的模型预测控制策略,降低了网侧电流中的低次谐波含量。实验结果表明,所提算法不仅能够有效地解决传统磁链观测器相位偏移的问题,而且能有效地抑制网侧电流的低次谐波,改善PWM整流器的电流质量。

三自由度带永磁体电磁悬浮系统的控制方法

针对一种用四极电磁铁代替U型磁铁构建的三自由度电磁悬浮系统,提出了一种新的控制方法。这种控制方法可以实现低功耗控制,并且不需要位移传感器。

永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的研究

以永磁同步电机在同步旋转坐标上的电压方程为基础 ,研究了用假定旋转坐标来估算转子速度的矢量控制系统 ,分析了永磁同步电机在启动过程中存在的问题 ,并提出了解决办法。最后 ,对控制方法进行了计算机数字仿真。仿真结果表明 ,所设计的启动方法简单可行 ,用假定旋转坐标来估算转子速度运算量少 。

车辆发动机油耗测量系统设计

为解决现有车辆发动机油耗仪测量操作繁琐、效率低、需拆解车辆等问题,利用液位压力变化与燃油消耗体积变化量之间的关系,设计了车辆发动机燃油消耗量测量系统。系统采用涡轮流量计、液位变送器等高精度传感器采集试验数据,数据处理程序采用LabVIEW软件编写,实现了车辆发动机燃油消耗量的不解体测量。系统试验表明,测量系统结构简便、测量效率较高,燃油消耗量测量精度符合要求。